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Arty Z7:即用型 Xilinx APSoC Zynq-7000 開發板 │ ARM處理器 │ 視訊處理、硬體加速、即時訊號處理 │ Z7-10 Z7-20 雙規格

 

產品簡介

DIGILENT Arty Z7 為即用型開發平台,圍繞 Xilinx Zynq-7000 AP SoC (All Programmable SoC) 所設計。Arty Z7 所使用的 Zynq-7000 架構緊密結合了1個雙核心 650MHz ARM Cortex-A9 處理器及 Xilinx 7系列 FPGA 。此一架構使開發者可根據自身需求,在強大的處理器周圍自訂一套由軟體定義的獨特週邊和控制器,以應對各種不同的應用挑戰。

Arty Z7 為開發者提供了一條系統開發路徑解決方案,使開發者能夠自訂各種不同週邊,並將其功能在 ARM 處理器上實現。 除了內建的2個Pmod介面之外,Arty Z7 並提供 Arduino 介面,使用者可自由地連接各種 Arduino 擴充設備,包括感測器、藍牙、WiFi等周邊的功能。

Arty Z7因其輕便小巧的特色而帶來更為廣泛的可應用性,高畫面播放速率之下進行視訊處理、硬體加速、即時訊號處理、高頻寬、低延遲等處理,可應用於電腦視覺、工業控制、飛行器、嵌入式硬體加速、即時控制等相關領域 。

提醒  l  由於 Arty Z7-10 中的 FPGA 較小,該平台僅包含非常基本的影像處理功能。若有影像處理需求,請選購 Z7-20。 

 

 

Xilinx 大學計畫合作夥伴

DIGILENTXilinx 大學計畫(Xilinx University Program, XUP)的積極合作夥伴。以 Xilinx FPGA 與 Zynq SoC 技術為基礎,開發多種 IC Design 教學使用的板卡週邊硬體,支援 Vivado 進行數位設計,並以相對親民的售價,使研究者可用較低的成本取得進行教學研究。 

台灣購買 l 和澄科技為 DIGILENT 美國原廠於台灣之授權代理商,銷售所有 DIGILENT 產品,並提供線上購買與技術支援服務。
支援Vivado l  DIGILENT 的 FPGA 板支援 Vivado 的 HL WebPack 版本 (下載) ,非HL Design 版本WebPack 版本為免費服務,不需授權文件,並可安裝於多台電腦上。

 

 

Zynq APSoC架構與配置

Zynq APSoC分為兩個不同的子系統:處理系統(PS)和可編程邏輯(PL)。

下圖顯示了 Zynq APSoC 架構的概述,PS 顏色為淺綠色,PL 為黃色。PL 幾乎與 Xilinx 7系列 Artix FPGA 完全相同,只是它另包含幾個專用介面,可緊密耦合到 PS。 PL 也不包含與典型 7 系列 FPGA 相同的硬體配置,必須由處理器或 JTAG 介面直接配置。 PS 由許多組件組成,包括應用處理單元(APU,包括2個Cortex-A9處理器)、高級微控制器總線架構(AMBA)互連、DDR3內建記憶體控制器和各種外接控制器,其 輸入/輸出 多路復用的專用 pin 腳達 54 個(Multiplexed I/O 或 MIO pin)。

注意 l Zynq-7020或Zynq-7010設備上不提供PCIe Gen2控制器與Multi-gigabit transceivers

 

與 Xilinx FPGA 不同,Zynq-7020 的 APSoC 是圍繞處理器設計的,故 Zynq 引導過程與 FPGA 相比,更類似於微控制器。 啟動過程分為三個階段:第一級引導加載程序(FSBL)、配置可編程邏輯的比特流(可選)和使用者應用程序。 Arty Z7支持三種不同的啟動模式:microSD、Quad SPI Flash 與 JTAG。使用模式跳線(JP4)選擇啟動模式,該跳線會在上電後影響 Zynq pin腳配置的狀態。下圖說明了 Zynq pin腳如何連接在 Arty Z7 上。 

 

 

 

 

 

規格版本

為滿足開發者對性能、資源和硬體成本的差異需求,Arty Z7 有兩個版本供開發者選擇:Arty Z7-10Arty Z7-20。Z7-10 和 Z7-20 之間的區別是 Zynq 的功能與連接器上可用的 I/O 量。 Zynq 處理器具有相同的功能,但 Z7-20 的內部 FPGA 較大,約為 Z7-10 的 3 倍。在 Z7-10上,數位屏蔽(IO26-IO41)與 IOA(也稱為 IO42 )的內部未連接到 FPGA,A0-A5 只能用於模擬輸入。但這不會影響大多數現有 Arduino 的功能,因為大多數不使用此內部數位訊號。

 

Arty Z7-10 Arty Z7-20
FPGA part XC7Z010-1CLG400C XC7Z020-1CLG400C
1 MSPS On-chip ADC Yes Yes
Processor  Dual ARM Cortex A9 Dual ARM Cortex A9
Look-up Tables (LUTs) 17,600 53,200
Flip-flops 35,200 106,400
Block RAM 270 KB 630 KB
Clock Management Tiles 2 4
Available Shield I/O 26 49 

 

 

 

軟體支援

Arty Z7 與 Xilinx Vivado 完全相容,可將 FPGA 邏輯設計與嵌入式 ARM 軟體開發融合,可用於設計任何複雜的系統。在設計中不須使用處理器者,也可以將 Zynq AP SoC 視為獨立的 FPGA。從 Vivado 2015.4 版本後,Vivado 可以免費用於所有WebPACK,而 Arty Z7 也包括其中。 Logic Analyzer 的 HLS 工具可將 C code 轉為 HDL code。

Arty Z7 也十分適用於Linux嵌入式設計。 Digilent 提供 Petalinux 功能,可以讓 Atry 的使用者快速啟動使用 Linux 系統。

Arty Z7 亦可用於 Xilinx SDSoC 環境,可在完全 C / C ++ 環境中輕鬆設計FPGA加速程序。

提醒  l  Vivado 舊版 Xilinx ISE / EDK 工具集的使用者可以選擇在該工具集中使用 Arty Z7,但 Digilent 針對舊版本提供之使用資訊較少。

 

 

與PYNQ-Z1的區別

Arty Z7-20 與 PYNQ-Z1 共享完全相同的 SoC。 但 Arty Z7-20 沒有microphone input,但增加了一個 Power-on Reset 按鈕。

 

 

硬體介面

ZYNQ處理器

  • 650MHz 雙核心 Cortex-A9處理器
  • 具有8個DMA通道的DDR3記憶體控制器與4個高性能AXI3介面
  • 高頻寬週邊控制器:1G乙太網路 / USB 2.0 / SDIO
  • 低頻寬週邊控制器:SPI / UART / CAN / I2C
  • 可從JTAG / Quad-SPI / microSD卡 進行程式編輯
  • 等效於Artix-7 FPGA的可程式設計邏輯

儲存

  • 支援16位元匯流排, 1050 Mbps的 512MB DDR3
  • 16MB 四路 SPI 快閃記憶體,全球唯一的EUI-48/64™48位元相容識別標示
  • 支援microSD擴充

功率

  • 由USB或任何7V-15V外部電源供電

USB和乙太網路

  • 千兆乙太網路 PHY
  • USB-JTAG程式設計介面
  • USB-UART通訊介面
  • USB OTG PHY介面(僅支援主機)

音訊和視訊

  • HDMI高畫質輸入/輸出
  • 附3.5mm插孔的PWM驅動單聲道音訊輸出

開關、按鈕和LED

  • 4 個按鈕
  • 2 個滑動開關
  • 4 個LED
  • 2 個RGB LED

擴充介面

  • 2 個標準Pmod連接埠,總計 16 個 FPGA I/O
  • Arduino / chipKIT Shield 介面
    • 總計多達 49 個 FPGA I/O
    • 6 個單向 0-3.3V 模擬輸入到 XADC
    • 4 個插分 0~1V 類比輸入到 XADC

精選 Pmod 組合

240 129


更多產品訊息

011 yes 128   產品文件:產品規格表 / 電路圖 / 中文型錄
20171115 04

  產品編號:

410-346-10 (Arty Z7-10)
410-346-20 (Arty Z7-20)

471-006  (Arty Z7-20 含 Zynq SDSoC Voucher,不含Vivado Design Suite)  影音應用建議購買此版本 

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全產品型錄

HPI 2019.e2

 

 

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